JPS62184754A - 集束イオンビ−ム装置 - Google Patents
集束イオンビ−ム装置Info
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- JPS62184754A JPS62184754A JP61025531A JP2553186A JPS62184754A JP S62184754 A JPS62184754 A JP S62184754A JP 61025531 A JP61025531 A JP 61025531A JP 2553186 A JP2553186 A JP 2553186A JP S62184754 A JPS62184754 A JP S62184754A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は集束イオンビーム装置に関し、更に詳しくは加
速電圧を変化させてらイオンビーム径（イオンプローブ
径）を増加させないようにした装置に関する。
速電圧を変化させてらイオンビーム径（イオンプローブ
径）を増加させないようにした装置に関する。
［従来技術］
集束イオンビーム装置は、原子をイオン化させ、それを
取出してビームとし、このイオンビームを物質に照ｍし
て物質の形や性質を変え、或いはその物質から発生する
２次イオンの質洛数を測定することによりその物質を分
析しようとＪる装置である。
取出してビームとし、このイオンビームを物質に照ｍし
て物質の形や性質を変え、或いはその物質から発生する
２次イオンの質洛数を測定することによりその物質を分
析しようとＪる装置である。
このような集束イオンビーム￥４首において、試料にイ
オン注入を行なう際には、４１人の深さは物質により、
又、その必要性により一様でないので注入深さを変える
必要がある。この注入の深さの制御は加速電圧を変える
ことにより行っているが、これは、加速電圧を変化させ
ることにより局所部分での深ざ方向の制御が比較的部１
１ｉに１１なえるからである。
オン注入を行なう際には、４１人の深さは物質により、
又、その必要性により一様でないので注入深さを変える
必要がある。この注入の深さの制御は加速電圧を変える
ことにより行っているが、これは、加速電圧を変化させ
ることにより局所部分での深ざ方向の制御が比較的部１
１ｉに１１なえるからである。
ところで、このＪ、うな装置に使用されるイオン源には
、液体金属イオン源が用いられるが、この液体金属イオ
ン源のイオンのエネルギー幅は使用される液体イオン源
に、Ｊ：って決定されるが、一般的に電子銃に比較して
広く、使用状態にＪ５いて１０ｅＶ稈度となっている。
、液体金属イオン源が用いられるが、この液体金属イオ
ン源のイオンのエネルギー幅は使用される液体イオン源
に、Ｊ：って決定されるが、一般的に電子銃に比較して
広く、使用状態にＪ５いて１０ｅＶ稈度となっている。
一方、イオン注入等にＪ３いては、イオン注入けを一定
にしてｉｌ’、 ＭＥな描画等を行うことが要求される
が、そのためには、試料上にＪ３けるイオンプローブ径
を（へ力小さくずろ必要があり、そのためには、特にイ
オンプローブ径を支配している色収差昂を小さくしなけ
ればならない。
にしてｉｌ’、 ＭＥな描画等を行うことが要求される
が、そのためには、試料上にＪ３けるイオンプローブ径
を（へ力小さくずろ必要があり、そのためには、特にイ
オンプローブ径を支配している色収差昂を小さくしなけ
ればならない。
ここで、色収差諺ΔＷＣは
ΔＷＣ＝ （ＣＣＸα）×ΔＶ／Ｖ
１１”Ｉ Ｌ、
ｃｃ：ｒｗ収差係数
α：ビームの開き角
■＝加速電圧
ΔＶ：出％１イオンのエネルギー幅
で表わされる。
［発明が解決しようとする問題点］
従って、このような集束イオンビーム装置を用い’Ｃ，
ｎｕｉホしたようにイオン注入深さの制御のために、低
加速（例えば３０ Ｋ Ｖ ）から高加速（ツ１えば１
５０ＫＶ）まで変化さけると、同一レンズを使用するか
ぎりにＪ３いては、レンズ形状にＪ：って決定される色
収差係数Ｃｃは加速電圧に関係しないため、上式より明
らかなにうにΔｖ 、−’ ｖが変化し、従って、色収
差、ｒ７ｉΔＷＣが変化する。狛に、加速電圧を下げて
用いると色収差串ΔＷＣが増加しイオンビーｌ＼が十分
に絞れなくなるため、微ｔｉなイオンプローブを得るこ
とができない。
ｎｕｉホしたようにイオン注入深さの制御のために、低
加速（例えば３０ Ｋ Ｖ ）から高加速（ツ１えば１
５０ＫＶ）まで変化さけると、同一レンズを使用するか
ぎりにＪ３いては、レンズ形状にＪ：って決定される色
収差係数Ｃｃは加速電圧に関係しないため、上式より明
らかなにうにΔｖ 、−’ ｖが変化し、従って、色収
差、ｒ７ｉΔＷＣが変化する。狛に、加速電圧を下げて
用いると色収差串ΔＷＣが増加しイオンビーｌ＼が十分
に絞れなくなるため、微ｔｉなイオンプローブを得るこ
とができない。
本発明は上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的
は加速電圧を変化させてもイオンプローブ径を極力変化
させず微細で、且つ安定したイオン注入やレジスト描画
を行なう装置を実現Ｊることにある。
は加速電圧を変化させてもイオンプローブ径を極力変化
させず微細で、且つ安定したイオン注入やレジスト描画
を行なう装置を実現Ｊることにある。
［問題点を解決するための手段］
前記の問題点を解決するだめの本発明は、液体金属イオ
ン源より放射するイオンビームを加速゛電圧を変化させ
て加速覆ると共に静電レンズによって集束して被照射物
に照射する装置にＪ３いて、前記加速電圧の変化に応じ
て前記静電レンズの中心電極の極性を正電位又は負電位
に切換えるように構成したことを特徴とするものである
。
ン源より放射するイオンビームを加速゛電圧を変化させ
て加速覆ると共に静電レンズによって集束して被照射物
に照射する装置にＪ３いて、前記加速電圧の変化に応じ
て前記静電レンズの中心電極の極性を正電位又は負電位
に切換えるように構成したことを特徴とするものである
。
［実施例］
以下本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
第１図は本発明の一実施例の構成図である。第１図にお
いて、１はイオンを出射する液体イオン源、３は液体イ
オン源１よりイオンビーム２を発生させる引出し電極、
４は該引出し電極３に電位を与える引出し電圧印加用電
源、５はイオンビーム２を加速ザる加速電極、６は該液
体イオン源１よりＩＩ！ｌ射するイオンビーム２を加速
する加速電圧発生回路で、加速電圧発生回路６の出力電
圧としては例えば１００ＫＶ程度が用いられ、引出し電
圧印加用電源４の供給電圧としては、例えば５ＫｖＰｉ
′！度が用いられる。７はイオンビーム２を被照射物例
えば試料８［に集束させるための雷＋４ｉ７ ａ 。
いて、１はイオンを出射する液体イオン源、３は液体イ
オン源１よりイオンビーム２を発生させる引出し電極、
４は該引出し電極３に電位を与える引出し電圧印加用電
源、５はイオンビーム２を加速ザる加速電極、６は該液
体イオン源１よりＩＩ！ｌ射するイオンビーム２を加速
する加速電圧発生回路で、加速電圧発生回路６の出力電
圧としては例えば１００ＫＶ程度が用いられ、引出し電
圧印加用電源４の供給電圧としては、例えば５ＫｖＰｉ
′！度が用いられる。７はイオンビーム２を被照射物例
えば試料８［に集束させるための雷＋４ｉ７ ａ 。
７ｂ、７ｃにより構成される対物レンズ、９は対物レン
ズ７の中心電極７ｂに正の電圧を印加するための電源、
１０は対物レンズ７の中心電極７ｂに負の電圧を印加す
るだめの電源である。１１は加２！電源６の加速電圧■
を選択する信号によって対物レンズ７の中心電極７ｂに
印加する電圧の極性を正又は（１電位に切換えるために
電源９又は１０のいずれかを選択覆る切換えスイッチで
ある。
ズ７の中心電極７ｂに正の電圧を印加するための電源、
１０は対物レンズ７の中心電極７ｂに負の電圧を印加す
るだめの電源である。１１は加２！電源６の加速電圧■
を選択する信号によって対物レンズ７の中心電極７ｂに
印加する電圧の極性を正又は（１電位に切換えるために
電源９又は１０のいずれかを選択覆る切換えスイッチで
ある。
ところで、イオンビームを集束するレンズには前記した
対物レンズ７のようにユニポテンシャル型静電レンズが
一般的に使用され、又、２段集束系の乙のが多いが、試
料上での最終的なイオンプローブ径を支配するのは試料
にもっとも近い対物レンズの収差である。対物レンズは
、主にアインツ■ル型レンズ（ユニポテンシャルレンズ
）が用いられるが、その使い方には、中心電極を正電１
ηにする方法と、負電位にＪる方法の２種類があり、色
収差係数は負電位にして使用する方が小さくなる。しか
し、負電位にして使用した場合のその電圧は正電位にす
る場合の約２倍の電圧を必要とする。例えば、加速電圧
が１００ＫＶの場合は、中心電極を正電位とする所謂減
速レンズではｔ−５０ＫＶ、中心電極を口電位とＪる所
謂加速レンズでは−１００ＫＶとなり、高加速集束イオ
ンビーム装置では主に真空絶縁の問題から、＋５０ＫＶ
の正電位（減速タイプ）レンズが用いられる。第２図（
イ〉、（ロ）は減速レンズと加速レンズの収差係数、加
速電圧、ワーキングディスタンス（ＷＤ）の関係を表わ
すグラフである。すなわら、第２図（イ）は色収差係数
ＣＣとワーキングディスタンスの関係を示しており、第
２図（ロ）はワーキングディスタンスと中心電極電圧の
関係を示し、ＶＣは中心電極に印加される電圧であり、
第２図より明らかなように容易に加速レンズの方が良い
ことが分る。
対物レンズ７のようにユニポテンシャル型静電レンズが
一般的に使用され、又、２段集束系の乙のが多いが、試
料上での最終的なイオンプローブ径を支配するのは試料
にもっとも近い対物レンズの収差である。対物レンズは
、主にアインツ■ル型レンズ（ユニポテンシャルレンズ
）が用いられるが、その使い方には、中心電極を正電１
ηにする方法と、負電位にＪる方法の２種類があり、色
収差係数は負電位にして使用する方が小さくなる。しか
し、負電位にして使用した場合のその電圧は正電位にす
る場合の約２倍の電圧を必要とする。例えば、加速電圧
が１００ＫＶの場合は、中心電極を正電位とする所謂減
速レンズではｔ−５０ＫＶ、中心電極を口電位とＪる所
謂加速レンズでは−１００ＫＶとなり、高加速集束イオ
ンビーム装置では主に真空絶縁の問題から、＋５０ＫＶ
の正電位（減速タイプ）レンズが用いられる。第２図（
イ〉、（ロ）は減速レンズと加速レンズの収差係数、加
速電圧、ワーキングディスタンス（ＷＤ）の関係を表わ
すグラフである。すなわら、第２図（イ）は色収差係数
ＣＣとワーキングディスタンスの関係を示しており、第
２図（ロ）はワーキングディスタンスと中心電極電圧の
関係を示し、ＶＣは中心電極に印加される電圧であり、
第２図より明らかなように容易に加速レンズの方が良い
ことが分る。
ここで、第１図に示す実施例袋口の加速電圧を１００Ｋ
Ｖとし、対物レンズ７の各電極間のギセップを３ｍｍ
で構成した揚台には、中心電極７ｂに印加される電圧を
５０ＫＶとすると電界強度は５０ Ｋ Ｖ ／ ３ ｍ
＋ｎ 、 ツまり１７ＫＶ／ｍｍとなり、Ｉ″を空絶
縁が問題となる２ ０ Ｋ Ｖ／ｍｍの電界強度以下と
なる。又、この装置を加速電圧５０ＫＶで使用すると、
電界強度は、その１／２、つまり、１０ＫＶ／ｍｍ稈Ｉ
αどなり真空絶縁の而からは良いが、収差係数ＣＧが変
化しないため、前式より色収差量Δ〜ＶＣが増加してイ
オンプローブ径が悪化する。
Ｖとし、対物レンズ７の各電極間のギセップを３ｍｍ
で構成した揚台には、中心電極７ｂに印加される電圧を
５０ＫＶとすると電界強度は５０ Ｋ Ｖ ／ ３ ｍ
＋ｎ 、 ツまり１７ＫＶ／ｍｍとなり、Ｉ″を空絶
縁が問題となる２ ０ Ｋ Ｖ／ｍｍの電界強度以下と
なる。又、この装置を加速電圧５０ＫＶで使用すると、
電界強度は、その１／２、つまり、１０ＫＶ／ｍｍ稈Ｉ
αどなり真空絶縁の而からは良いが、収差係数ＣＧが変
化しないため、前式より色収差量Δ〜ＶＣが増加してイ
オンプローブ径が悪化する。
そこで、本実施例装胃においては、加速゛電源６の例え
ば加速電圧選（Ｒツマミが操作され、１ｌｒｌ速電圧を
１００ Ｋ Ｖが選択された場合は、そのｊバ択信号Ｓ
は切換えスイッチ１０に供給されているため、対物レン
ズ７の中心型（参７ｂの電１Ｆを）５０ＫＶ。
ば加速電圧選（Ｒツマミが操作され、１ｌｒｌ速電圧を
１００ Ｋ Ｖが選択された場合は、そのｊバ択信号Ｓ
は切換えスイッチ１０に供給されているため、対物レン
ズ７の中心型（参７ｂの電１Ｆを）５０ＫＶ。
つまり、電源９の＋５０ＫＶの電圧が中心型＋４７ｂに
印加されるように切換えスイッチ１１が切換えられ、対
物レンズ７は減速レンズとして作用する。この場合、前
述したように、電界強度は１７ＫＶ／ｍｍ稈度となり真
空絶縁の面からは問題とならない。
印加されるように切換えスイッチ１１が切換えられ、対
物レンズ７は減速レンズとして作用する。この場合、前
述したように、電界強度は１７ＫＶ／ｍｍ稈度となり真
空絶縁の面からは問題とならない。
一方、加速電源６によって、加速電圧Ｖとして５０ Ｋ
Ｖ ｈ＜選択された場合は、加速電源６よりの選択信
号Ｓによって切換えスイッチ１１が中心電極７ｂの電圧
を一５０ＫＶ、つまり、電源１０より一５０ＫＶの電圧
が中心電極７ｂに印加されるように切換えられ、対物レ
ンズ７は加速レンズとして作用する。従って、第２図（
イ）のグラフより明らかなように、色収差係数ＣＣが小
さくなり、従って、式ΔＷＣ＝ （ＣＣＸα）×ΔＶ／
Ｖより色収差量△Ｗｃがほと／ｖど変化しないため、イ
オンプローブ径もほとんど変化しない。又、電界強度は
１７ＫＶ／ｒｎｒｎ稈度となるため真空絶縁の面からも
問題とならない。
Ｖ ｈ＜選択された場合は、加速電源６よりの選択信
号Ｓによって切換えスイッチ１１が中心電極７ｂの電圧
を一５０ＫＶ、つまり、電源１０より一５０ＫＶの電圧
が中心電極７ｂに印加されるように切換えられ、対物レ
ンズ７は加速レンズとして作用する。従って、第２図（
イ）のグラフより明らかなように、色収差係数ＣＣが小
さくなり、従って、式ΔＷＣ＝ （ＣＣＸα）×ΔＶ／
Ｖより色収差量△Ｗｃがほと／ｖど変化しないため、イ
オンプローブ径もほとんど変化しない。又、電界強度は
１７ＫＶ／ｒｎｒｎ稈度となるため真空絶縁の面からも
問題とならない。
従って、高加速電圧から低加速電圧まで変化させて使用
する場合に、上記したように対物レンズ動作を加速レン
ズと減速レンズになるＪ：うに使い分けることができろ
ため、電極間の真空絶縁の問題も起らず、色収差量ΔＷ
Ｃかはど／ｖど変化けず、したがって、イオンプローブ
径もほとんど変化し４丁いため安定したイオンブ〔コー
プを得ることがＣきる。
する場合に、上記したように対物レンズ動作を加速レン
ズと減速レンズになるＪ：うに使い分けることができろ
ため、電極間の真空絶縁の問題も起らず、色収差量ΔＷ
Ｃかはど／ｖど変化けず、したがって、イオンプローブ
径もほとんど変化し４丁いため安定したイオンブ〔コー
プを得ることがＣきる。
尚、上記実施例は例示であり、他の態様で実施Ｊること
ができる。上記実施例では、アインツＩル型レンズ（ユ
ニポテンシャル型レンズ）の例で対物レンズについての
み説明したが、集束レンズが多段構成となっている装置
では、これをコンデン會ナーレンズにも同時に適用して
も良い。
ができる。上記実施例では、アインツＩル型レンズ（ユ
ニポテンシャル型レンズ）の例で対物レンズについての
み説明したが、集束レンズが多段構成となっている装置
では、これをコンデン會ナーレンズにも同時に適用して
も良い。
又、加速管レンズのようにパイポテンシャル型静電レン
ズにも適用することができるが、この場合には中心電極
となるレンズ強度調整用の電極の極性を切換えるＪ、う
に構成すれば略同様の効果が得られる。
ズにも適用することができるが、この場合には中心電極
となるレンズ強度調整用の電極の極性を切換えるＪ、う
に構成すれば略同様の効果が得られる。
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、高加速？し圧から
低加速電圧まで変化させて使用する集束イオンビーム装
首において、イオンビームを集束させるためのレンズ動
作を、加速電圧に応じて加速レンズ動作と減速レンズ動
作として選択的に作用さぼるよ・うにしたため、イオン
ビームを加速する加速電圧を変化させても、色ＩＲ差帛
がほとんど変化しないため、イオンプロー１径も略同−
となり、安定したイオンプ１」−ブにてイオン注入や描
画等を行なうことができる。
低加速電圧まで変化させて使用する集束イオンビーム装
首において、イオンビームを集束させるためのレンズ動
作を、加速電圧に応じて加速レンズ動作と減速レンズ動
作として選択的に作用さぼるよ・うにしたため、イオン
ビームを加速する加速電圧を変化させても、色ＩＲ差帛
がほとんど変化しないため、イオンプロー１径も略同−
となり、安定したイオンプ１」−ブにてイオン注入や描
画等を行なうことができる。
第１図は本発明の一実施例の概略侶成図、第２図（イ）
、（ロ）は本発明を説明するためのグラフである。 １：液体金属イオン源、２：イオンビーム、３：引出し
電（浜、４：引出し電（へ印加用電源、５；加速電極、
６：加速電圧発生回路、７：対物レンズ、８：試料、９
，１０：電源、１１：切換えスイッチ。
、（ロ）は本発明を説明するためのグラフである。 １：液体金属イオン源、２：イオンビーム、３：引出し
電（浜、４：引出し電（へ印加用電源、５；加速電極、
６：加速電圧発生回路、７：対物レンズ、８：試料、９
，１０：電源、１１：切換えスイッチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）液体金属イオン源より放射するイオンビームを加速
電圧を変化させて加速すると共に静電レンズによって集
束して被照射物に照射する装置において、前記加速電圧
の変化に応じて前記静電レンズの中心電極の極性を正電
位又は負電位に切換えるように構成したことを特徴とす
る集束イオンビーム装置。 ２）上記静電レンズを多段に使用して構成した特許請求
の範囲第１項記載の集束イオンビーム装置。 ３）上記静電レンズの中心電極の極性切換えを加速電圧
切換え信号によつて行うように構成した特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の集束イオンビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61025531A JPS62184754A (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 集束イオンビ−ム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61025531A JPS62184754A (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 集束イオンビ−ム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62184754A true JPS62184754A (ja) | 1987-08-13 |
| JPH0535540B2 JPH0535540B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=12168611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61025531A Granted JPS62184754A (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 集束イオンビ−ム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62184754A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006014633A3 (en) * | 2004-07-19 | 2006-08-17 | Axcelis Tech Inc | Electrostatic lens for ion beams |
| WO2008023558A1 (en) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Sii Nanotechnology Inc. | Charged particle beam apparatus |
| JP2009140925A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 試料への負荷を減少させる高分解能ガスフィールドイオンカラム |
| JP2009272293A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 集束イオンビーム装置 |
-
1986
- 1986-02-07 JP JP61025531A patent/JPS62184754A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7112809B2 (en) | 2003-06-26 | 2006-09-26 | Axcelis Technologies, Inc. | Electrostatic lens for ion beams |
| WO2006014633A3 (en) * | 2004-07-19 | 2006-08-17 | Axcelis Tech Inc | Electrostatic lens for ion beams |
| KR101176239B1 (ko) * | 2004-07-19 | 2012-08-22 | 액셀리스 테크놀로지스, 인크. | 이온 빔용 정전 렌즈 |
| WO2008023558A1 (en) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Sii Nanotechnology Inc. | Charged particle beam apparatus |
| JP2008053001A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Sii Nanotechnology Inc | 荷電粒子ビーム装置 |
| US20090302233A1 (en) * | 2006-08-23 | 2009-12-10 | Takashi Ogawa | Charged particle beam apparatus |
| TWI409846B (zh) * | 2006-08-23 | 2013-09-21 | Sii Nanotechnology Inc | Charged particle beam device |
| JP2009140925A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 試料への負荷を減少させる高分解能ガスフィールドイオンカラム |
| JP2009272293A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 集束イオンビーム装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0535540B2 (ja) | 1993-05-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |